Chương 4: Đại số quan hệ

CƠ SỞ DỮ LIỆU

ÑAÏI SOÁ QUAN HEÄ

MUÏC ÑÍCH

Hieåu caùc pheùp toaùn treân quan heä

Vaään duïng caùc pheùp toaùn khi thao taùc treân döõ lieäu (ñöôïc toå chöùc theo moâ hình quan heä)

Chöông 4

Chöông 5 ÑAÏI SOÁ QUAN HEÄ

1. Giôùi thieäu

2. Caùc pheùp toaùn treân quan heä

∪, ∩, -, σ, Π, ×

⋈: θ-keát (θ-join)

keát baèng (equi join),

keát töï nhieân (natural join),

keát traùi (left join),

keát phaûi (right join),

keát ngoïai (outer join).

GIÔÙI THIEÄU

pheùp chia ÷, caùc haøm keát hôïp (aggregate function) 3. Caùc thao taùc treân döõ lieäu quan heä: Tìm kieám, Theâm , 3 Xoùa, Caäp nhaät.

Ñaïi soá quan heä laø ngoân ngöõ duøng ñeå ñaëc taû vieäc truy xuaát döõ lieäu treân quan heä.

Goàm taäp hôïp caùc pheùp toaùn treân caùc quan heä vaø cho keát quaû laø moät quan heä.

CAÙC PHEÙP TOAÙN TREÂN QUAN HEÄ

Pheùp hoäi Kyù hieäu: ∪

r vaø s laø 2 quan heä khaû hôïp. Bieåu dieãn hình thöùc cuûa pheùp hôïp: r ∪ s = { t/ (t ∈ r) ∨ (t ∈ s) }

r ∪ s (A, B, C)

Hai quan heä laø khaû hôïp neáu chuùng coù cuøng soá thuoäc tính vaø caùc thuoäc tính töông öùng cuøng mieàn giaù trò.

s(A, B, C)

Keát quaû laø moät quan heä coù caùc thuoäc tính laø caùc thuoäc tính cuûa quan heä r, soá boä laø hoäi soá boä cuûa hai quan heä coù loaïi boû söï truøng laép. Ví duï:

A

B

C

r (A, B, C)

A

B

C

A

B

C

a1

b1

c1

a1

b1

c1

a1

b1

c1

a2

b1

c2

a2

b1

c2

a2

b2

c2

a2

b2

c1

a2

b2

c1

a2

b2

c2

CAÙC PHEÙP TOAÙN TREÂN QUAN HEÄ

Pheùp giao Kyù hieäu: ∩

Cho hai quan heä r vaø s khaû hôïp.

Bieåu dieãn hình thöùc cuûa pheùp giao:

r ∩ s = { (t ∈ r) ∧ (t ∈ s)}

Keát quaû laø moät quan heä coù caùc thuoäc tính laø caùc thuoäc tính cuûa quan heä r, goàm caùc boä xuaát hieän ôû caû hai quan heä.

Ví duï:

r (A, B, C)

s(A, B, C)

r∩ s (A, B, C)

A

B

C

A

B

C

A

B

C

a1

b1

c1

a1

b1

c1

a1

b1

c1

a2

b1

c2

a2

b2

c2

a2

b2

c1

CAÙC PHEÙP TOAÙN TREÂN QUAN HEÄ

Pheùp tröø Kyù hieäu: -

Cho hai quan heä r vaø s khaû hôïp.

Bieåu dieãn hình thöùc cuûa pheùp tröø:

r – s = {t / (t∈ r) ∧ (t ∉ s) }

Keát quaû laø moät quan heä coù caùc thuoäc tính laø caùc thuoäc tính cuûa quan heä r, goàm caùc boä xuaát hieän ôû quan heä r maø khoâng coù ôû s.

r - s (A, B, C)

r (A, B, C)

s(A, B, C)

Ví duï:

A

B

C

A

B

C

A

B

C

a1

b1

c1

a2

b1

c2

a1

b1

c1

a2

b1

c2

a2

b2

c1

a2

b2

c2

a2

b2

c1

CAÙC PHEÙP TOAÙN TREÂN QUAN HEÄ

Pheùp choïn Kyù hieäu σ

Ñònh nghóa: Cho löôïc ñoà quan heä R (A1, A2,…, An), r(R):

σE (r) = {t , t ∈ r vaø t thoûa E}

E laø moät bieåu thöùc cho bieát ñieàu kieän choïn.

Kyù hieäu: σE (r) + Pheùp choïn ñöôïc duøng ñeå trích choïn caùc doøng thoûa ñieàu kieän choïn E töø quan heä ban ñaàu.

+ Keát quaû laø moät quan heä coù soá coät baèng soá coät cuûa r, soá doøng laø soá doøng trong r thoûa E.

CAÙC PHEÙP TOAÙN TREÂN QUAN HEÄ

Pheùp choïn

Ví duï1: Cho danh saùch caùc nhaân vieân thuoäc phoøng coù maõ laø KD.

σPHG = ‘KD’ (NHANVIEN)

Ví duï2: Cho danh saùch caùc nhaân vieân nöõ cuûa phoøng KD coù löông lôùn hôn 1000000. σPHAI = ‘nu’ and PHG = ‘KD’ and LUONG >1000000 (NHANVIEN)

CAÙC PHEÙP TOAÙN TREÂN QUAN HEÄ

Pheùp chieáu Kyù hieäu: Π

Cho tröôùc moät löôïc ñoà quan heä R (A1, A2,…, An), X⊂R, r(R):

ΠX(r) = {t[X] ⏐ t ∈ r}

Kyù hieäu: Π A1, A2, ..., Ak (r) Ai laø caùc thuoäc tính chieáu

+ Pheùp chieáu ñöôïc duøng ñeå boû bôùt caùc thuoäc tính khoâng quan taâm töø quan heä ban ñaàu. + Keát quaû laø moät quan heä coù soá coät laø taäp thuoäc tính chieáu X, soá doøng laø soá doøng trong r coù loaïi boû söï truøng laép. + Neáu X coù chöùa khoùa cuûa r thì khoâng caàn loaïi boû söï truøng laép döõ lieäu.

CAÙC PHEÙP TOAÙN TREÂN QUAN HEÄ

Pheùp chieáu

Ví duï 1: Cho danh saùch nhaân vieân goàm caùc thoâng tin teân nhaân vieân, löông, naêm sinh, phaùi.

∏ TENNV, LUONG, NAMSINH, PHAI (NHANVIEN)

Ví duï 2: Cho danh saùch teân taát caû caùc ñeà aùn.

∏ TENDA DEAN

CAÙC PHEÙP TOAÙN TREÂN QUAN HEÄ

Ví duï 1: Cho danh saùch nhaân vieân coù löông > 2000

Π MANV, TENNV, LUONG (σ LUONG >2000 (NHANVIEN))

(MANV, TENNV, LUONG)

Ví duï 2: Cho danh saùch nhaân vieân nöõ thuoäc phoøng coù maõ laø KD.

Π MANV, TENNV (σ PHAI = ‘NU’ AND PHG = ‘KD’ (NHANVIEN))

(MANV, TENNV)

CAÙC PHEÙP TOAÙN TREÂN QUAN HEÄ

Pheùp gaùn Kyù hieäu: ←

Ví duï 1: Cho danh saùch nhaân vieân coù löông > 2000

(MANV, TENNV, LUONG)

Π MANV, TENNV, LUONG (σ LUONG >2000 (NHANVIEN))

KQ1 ← σ LUONG >2000 (NHANVIEN)

KQ ← Π MANV, TENNV, LUONG(KQ1)

CAÙC PHEÙP TOAÙN TREÂN QUAN HEÄ

Pheùp ñoåi teân Kyù hieäu: ρ

Ñoåi teân quan heä

Bieåu thöùc ρχ (E) traû veà keát quaû bieåu thöùc E döôùi teân χ.

Ñoåi teân thuoäc tính

bieåu thöùc

ρ(A1, A2, …, An) (E)

traû veà keát quaû bieåu thöùc E vôùi caùc thuoäc tính ñaõ ñöôïc ñoåi teân thaønh A1, A2, …, An.

CAÙC PHEÙP TOAÙN TREÂN QUAN HEÄ

Pheùp tích Ñeà – caùc (Cartesian)

Kyù hieäu: x

Ñònh nghóa khaùi nieäm “ñaët caïnh nhau”. Giaû söû ta coù hai boä döõ lieäu:

d = (d1, d2, …, dm)

e = (e1, e2, …, em)

Pheùp “ñaët caïnh nhau” cuûa e vaø d ñöôïc ñònh nghóa nhö sau:

d ∩ e = (d1, d2, …, dm, e1, e2, …, em)

CAÙC PHEÙP TOAÙN TREÂN QUAN HEÄ

Pheùp tích Ñeà–caùc (Cartesian) Kyù hieäu: x

R1(A1, A2, …, An) r(R1) coù k1 boä döõ lieäu

R2(B1, B2, …, Bm) s(R2) coù k2 boä döõ lieäu

Bieåu dieãn hình thöùc cuûa pheùp tích Ñeà-caùc:

r x s = {t/ t coù daïng (a1, a2, …, an, b1, b2, …, bn), trong ñoù (a1, a2, …, an) ∈ r vaø (b1, b2, …, bn) ∈ s}

Tích Ñeà – caùc r x s cuûa r vaø s laø moät quan heä coù k1*k2 boä, moãi boä cuûa quan heä keát quaû ñöôïc taïo thaønh baèng caùch ñaët caïnh nhau 1 boä cuûa s vaø 1 boä cuûa r.

CAÙC PHEÙP TOAÙN TREÂN QUAN HEÄ

Pheùp tích Ñeà – caùc Kyù hieäu: x

s(D, E, F)

B b1 b2

C c1 c2

D d1 d2

E e1 e2

F f1 f2

A B C D E F

a1 b1 c1 d1 e1 f1

r (A, B, C) A a1 a2

a1 b1 c1 d2 e2 f2

a2 b2 c2 d1 e1 f1

a2 b2 c2 d2 e2 f2

rxs (A, B, C, D, E, F)

CAÙC PHEÙP TOAÙN TREÂN QUAN HEÄ

Pheùp tích Ñeà – caùc Kyù hieäu: x

NV (MANV, TEN, PHG) PB(MAPB, TENPB)

MANV

TEN

PHG

MAPB

TENPB

N1

NVA

KD

Kinh doanh

TTB

Kyõ thuaät

MANV

TEN

PHG

MAPB

TENPB

N1

NVA

KD

Kinh doanh

NVxPB

N1

NVA

KD

Kyõ thuaät

(MANV,TEN, PHG,MAPB,TENPB)

TTB

Kinh doanh

TTB

Kyõ thuaät

CAÙC PHEÙP TOAÙN TREÂN QUAN HEÄ

Pheùp keát Kyù hieäu: ⋈

θ Keát

Keát töï nhieân (Natural join) Keát baèng (Equi join)

Keát traùi (Left join)

Keát phaûi (Right join)

Keát ngoaïïi (Outer join)

CAÙC PHEÙP TOAÙN TREÂN QUAN HEÄ

Pheùp keát Kyù hieäu: ⋈ θKeát

Pheùp keát laø söï keát hôïp coù thöù töï cuûa pheùp tích ñeà – caùc vaø pheùp choïn.

Goïi θ laø moät trong caùc pheùp so saùnh {=, >, ≥, <, ≤, ≠}. Pheùp keát ñöôïc ñònh nghóa nhö sau:

Pheùp keát giöõa quan heä r(A) vaø s(B) ghi laø:

r ⋈A θ B s = { t ∩ u| t ∈ r, u ∈ s vaø t[A] θ u[B]}

Ñieàu kieän A θ B ñöôïc goïi laø ñieàu kieän keát.

Cuõng caàn giaû thieát raèng moãi giaù trò cuûa coät r[A] ñeàu coù theå so ñöôïc (thoâng qua pheùp so saùnh θ) vôùi moãi giaù trò cuûa coät s[B]. 20

CAÙC PHEÙP TOAÙN TREÂN QUAN HEÄ

Pheùp keát Kyù hieäu: ⋈ Keát baèng, keát töï nhieân

θ laø pheùp so saùnh “=” ta goïi laø pheùp keát baèng hay coøn goïi laø equi-join

Keát baèng taïi thuoäc tính cuøng teân cuûa hai quan heä vaø moät trong hai thuoäc tính ñoù ñöôïc loaïi boû qua pheùp chieáu thì pheùp keát ñoù ñöôïc goïi laø keát töï nhieân .

CAÙC PHEÙP TOAÙN TREÂN QUAN HEÄ

Inner join Q(A, B, C, D)

S(C,D)

R(A,B)

C D

A B

2 Y

4 D

Pheùp keát

Outer join Q(A, B, C, D)

Right join Q(A, B, C, D)

Left join Q(A, B, C, D)

Z Null Null

Null Null

CAÙC PHEÙP TOAÙN TREÂN QUAN HEÄ

Pheùp keát

NV (MANV, TEN, PHG) PB(MAPB, TENPB)

MANV

TEN

PHG

MAPB

TENPB

NVA

Kinh doanh

TTB

Kyõ thuaät

MANV

TEN

PHG

MAPB

TENPB

NVA

Kinh doanh

NVxPB

NVA

Kyõ thuaät

(MANV,TEN, PHG,MAPB,TENPB)

TTB

Kinh doanh

TTB

Kyõ thuaät

CAÙC PHEÙP TOAÙN TREÂN QUAN HEÄ

Pheùp keát

NV ⋈ PB (MANV,TEN, PHG,TENPB)

MANV

TEN

PHG

TENPB

NVA

Kinh doanh

TTB

Kyõ thuaät

CAÙC PHEÙP TOAÙN TREÂN QUAN HEÄ

Pheùp chia

Cho 2 quan heä r(R) vaø s(S), S ⊆ R. Ñaët R’ = R – S.

r chia s, vieát laø r ÷s, laø moät quan heä:

r’(R’) = { t ⏐ ∀ ts ∈ s, ∃ tr ∈ r: tr(R’) = t vaø tr(S) = ts} r (A, B, C, D) r (C, D) r ÷ s (A, B)

A

B

C

D

C

D

A

B

a

b

c

d

a

b

c

d

a

b

c1

d1

a1

b1

c1

d1

b

c

c1

d1

a1

b

c1

d1

a1

b1

c

d

a1

b1

c1

d1

CAÙC HAØM GOM NHOÙM

Max (1 field kieåu soá) : traû veà giaù trò lôùn nhaát.

Min (1field kieåu soá) : traû veà giaù trò nhoû nhaát.

Count(teân field), Count(*): Ñeám soá phaàn töû, truøng vaãn ñeám.

Sum(1field kieåu soá): Traû veà toång.

Avg(1 field kieåu soá): Traû veà giaù trò trung bình.

Tính toaùn trong ñaïi soá quan heä

G1, G2, …, Gn ℑ F1(A1), F2(A2), …, Fn(An) (E)

Trong ñoù

• E laø bieåu thöùc ñaïi soá quan heä

• Gi laø teân thuoäc tính gom nhoùm (coù theå tính toaùn khoâng gom nhoùm)

• Fi laø haøm gom nhoùm.

Tính toaùn trong ñaïi soá quan heä

• Ai laø teân thuoäc tính tính toùan trong haøm gom nhoùm Fi.

No column name

Ví duï 1: Tính soá nhaân vieân trong toaøn coâng ty.

ℑCount(*) (NHANVIEN)

TONGSONV

ρTONGSONV (ℑCount(*) (NHANVIEN))

Tính toaùn trong ñaïi soá quan heä

PHG ℑCount(*) (NHANVIEN)

MANV HOTEN PHAI PHG

MANV HOTEN PHAI

PHG

NVA

Nam KD

NVA

Nam KD

No column name

NVC

Nam KD

TTB

TTX

NVC

Nam KD

TTB

TTX

PTC

QLÑA

PTC

PHG

SONV

Ví duï 2:Cho bieát trong töøng phoøng ban coù bao nhieâu nhaân vieân.

ρPHG, SONV ( PHGℑCount(*) (NHANVIEN))

CAÙC THAO TAÙC TREÂN QUAN HEÄ

Caùc thao taùc treân CSDL:

Tìm kieám

Theâm

Xoaù

Söûa

CAÙC THAO TAÙC TREÂN QUAN HEÄ

Theâm

(cid:41) neâu ra moät boä caàn cheøn.

(cid:41) vieát ra moät caâu truy vaán maø keát quaû laø moät taäp hôïp caùc boä caàn cheøn.

+ Trong ÑSQH, thao taùc cheøn ñöôïc dieãn ñaït nhö sau:

r ← r ∪ E

trong ñoù r laø moät quan heä vaø E laø moät bieåu thöùc ÑSQH

Ví duï: Phaân coâng cho nhaân vieân maõ soá 001 laøm theâm ñeà aùn 10 vôùi soá giôø laø 20.

PHANCONG ← PHANCONG ∪ {(‘001’,10,20)}

CAÙC THAO TAÙC TREÂN QUAN HEÄ

Xoùa

Chæ coù theå xoaù toaøn boä moät boä, khoâng theå xoùa caùc giaù trò treân chæ 1 thuoäc tính.

Trong ÑSQH, thao taùc cheøn ñöôïc dieãn ñaït nhö sau:

r ← r - E

trong ñoù r laø moät quan heä vaø E laø moät caâu truy vaán ÑSQH

Ví duï: Xoaù taát caû nhöõng phaân coâng ñeà aùn cho nhaân vieân coù maõ laø 001.

PHANCONG ← PHANCONG - σMANV=’001’ (PHANCONG)

CAÙC THAO TAÙC TREÂN QUAN HEÄ

Xoùa

Ví duï: Xoaù taát caû nhöõng phaân coâng ñeà aùn maø ñòa ñieåm cuûa ñeà aùn ôû Haø Noäi. R1← σDDIEM_DA =’HA NOI’ (PHANCONG⋈SODA=MADADEAN) R2 ← πMANV,SODA,THOIGIAN(R1) PHANCONG ← PHANCONG – R2

CAÙC THAO TAÙC TREÂN QUAN HEÄ

Söûa

+ Cô cheá laøm thay ñoåi moät giaù trò trong moät boä maø khoâng laøm thay ñoåi taát caû caùc giaù trò trong boä ñoù.

+ Ñeå caäp nhaät, söû duïng pheùp chieáu toång quaùt nhö sau:

r ← πF1,F2, …, Fn (r)

trong ñoù moãi Fi laø thuoäc tính thöù i cuûa R, thuoäc tính thöù i khoâng ñöôïc caäp nhaät, hoaëc seõ ñöôïc caäp nhaät.

CAÙC THAO TAÙC TREÂN QUAN HEÄ

Ví duï 1: Taêng thôøi gian laøm vieäc cuûa nhaân vieân leân 1.5 laàn

Söûa

Ví duï 2: Trong quan heä PHANCONG, caùc nhaân vieân laøm vieäc döôùi 30 giôø seõ taêng thôøi gian laøm vieäc 1.5 laàn, coøn laïi seõ taêng leân 2 laàn.

PHANCONG ← πMANV, SODA, THOIGIAN*1.5 (PHANCONG)